EP4519731A1 - Verbundscheibe für eine projektionsanordnung - Google Patents

Verbundscheibe für eine projektionsanordnung

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Publication number
EP4519731A1
EP4519731A1 EP23722332.6A EP23722332A EP4519731A1 EP 4519731 A1 EP4519731 A1 EP 4519731A1 EP 23722332 A EP23722332 A EP 23722332A EP 4519731 A1 EP4519731 A1 EP 4519731A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pane
mirror structure
composite
composite pane
intermediate layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23722332.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GOMER
Stefan Hertel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Sekurit France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP4519731A1 publication Critical patent/EP4519731A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B2027/0192—Supplementary details
    • G02B2027/0194—Supplementary details with combiner of laminated type, for optical or mechanical aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising

Definitions

  • the invention relates to a composite pane for a projection arrangement and a projection arrangement.
  • HUD head-up displays
  • Vehicle windshields usually consist of two panes of glass, which are laminated together using at least one thermoplastic film.
  • the radiation from a HUD projector is typically essentially s-polarized. This has to do with the better reflection characteristics of the windshield for s-polarized light compared to p-polarized light.
  • polarization-selective sunglasses which only transmit p-polarized light, he can hardly see the HUD image or not at all.
  • a solution to the problem in this context is therefore the use of projection arrangements that use p-polarized light.
  • DE 102014220189A1 discloses a HUD projection arrangement which is operated with p-polarized radiation to generate a HUD image. Since the angle of incidence is typically close to the Brewster angle and p-polarized radiation is therefore only reflected to a small extent by the glass surfaces, the windshield has a reflective structure that can reflect p-polarized radiation in the direction of the driver.
  • the proposed reflective structure is a single metallic layer with a thickness of 5 nm to 9 nm, for example made of silver or aluminum, which is applied to the outside of the inner pane facing away from the interior of the car.
  • an anti-glare device designed as a sun visor which is movably arranged on an object in an interior of a vehicle.
  • the anti-glare device has a translucent portion with a functional layer whose translucency can be changed.
  • WO 2021/139995 A1 discloses a vehicle glazing and display system within a bus for projecting images onto a partition window of the bus.
  • the object of the present invention is to provide an improved composite pane for a projection arrangement.
  • the composite pane according to the invention for a projection arrangement comprises at least a first pane, a second pane, a thermoplastic intermediate layer, the first pane being connected to the second pane via the intermediate layer to form a composite pane.
  • the first pane has a first surface (IV) facing away from the thermoplastic intermediate layer and a second surface (III) facing the thermoplastic intermediate layer.
  • the second pane has a first surface (II) facing the thermoplastic intermediate layer and a second surface (I) facing away from the thermoplastic intermediate layer.
  • the composite pane includes a mirror structure with electrically switchable optical properties.
  • the mirror structure has reflective properties that can be electrically switched.
  • the mirror structure can have two flat control electrodes. Because the composite pane has a mirror structure, good image representation with high contrast of images cast onto the composite pane is achieved. The images reflected by the mirror structure appear bright and therefore very easy to see.
  • the mirror structure can be arranged on the first pane.
  • the mirror structure can be attached between the first pane and the thermoplastic intermediate layer.
  • the mirror structure can be on the first surface (IV) of the first Disc can be attached, which enables particularly simple production.
  • the arrangement means both the direct arrangement of the mirror structure on the pane and an indirect arrangement on the pane.
  • at least one further layer can be arranged between the pane and the mirror structure.
  • the mirror structure can be arranged in an edge region of the composite pane. If the mirror structure is arranged in an edge region, then preferably near an edge, in particular the lower edge, of the composite pane.
  • a distance between the mirror structure and the edge of the first pane is preferably from 0.1 cm to 30 cm, particularly preferably from 1 cm to 15 cm and in particular from 5 cm to 10 cm.
  • the arrangement of the mirror structure in an edge area is particularly suitable since, in many possible uses of composite panes, the viewing area is usually located in a central area of the composite pane. This means that even when the mirror structure is switched on in a semi-transparent (partially reflective) or completely reflective state, the view is not impaired.
  • the mirror structure is arranged in front of an opaque masking strip in the direction of viewing through the composite pane from the first pane, the opaque masking strip acting as an opaque background and in some areas at least on one of the surfaces (III, IV) of the first pane and/or the surfaces (I, II) the second disk is arranged.
  • This achieves a good, high-contrast image representation of images cast onto the composite pane.
  • the images reflected by the mirror structure are reflected particularly brightly and are therefore very easy to see.
  • the mirror structure and the opaque masking strip can be separated from one another by the intermediate layer and/or by the first pane.
  • the distance between the mirror structure and the masking strip can be less than 3 millimeters. At a distance of less than 3 millimeters, very clear reflection images are achieved.
  • Hydrophobic films suitable according to the invention, as well as their design and production, are described, for example, in WO2005/084943, WO2007/012779 or WO2010/079299.
  • Such hydrophobic coatings are already in use and are used, for example, on the outside of the outer window of vehicles.
  • Such hydrophobic films have a good shelf life of two or more years in this use.
  • the hydrophobic coating allows water droplets to easily slide off the glazing, which can provide a driver with better visibility through a windshield in the rain.
  • the use according to the invention of the hydrophobic coating on the mirror structure of the composite window means that the mirror structure is not directly exposed to the weather or to friction from windshield wipers and thus has an extended durability.
  • the coating according to the invention is advantageously also easy to renew.
  • the mirror structure is designed to be connected over a surface area. This has the advantage that the associated water- and dirt-repellent properties of the hydrophobic film can also be provided over the entire surface. In addition, the production of such a full-surface seal to an interior can be achieved easily, efficiently and cost-effectively.
  • the mirror structure preferably has a changeable reflection.
  • the reflectivity of the mirror structure can correspond to that of a metal/glass mirror when switched on and there is almost no reflection when switched off.
  • the mirror structure according to the invention can be switched from a, in particular optically, transparent state (i.e. a “non-reflective” state) to a semi-transparent state or reflective state (reflective state).
  • the semi-transparent state is an intermediate state between the transparent and the reflective state, so that the mirror structure is dimmable. This allows the brightness of the reflected images to be changed.
  • an electrical voltage is applied to two connection points of the mirror structure.
  • the mirror structure is therefore particularly suitable as a mirror whose reflectivity should be changeable, such as in a vehicle mirror or building glazing.
  • the choice of the state of the mirror structure can be made by a user (for example a vehicle occupant) depending on their wishes or requirements.
  • a switch or a dimmer can be used.
  • the mirror structure can also be switched automatically.
  • the mirror structure is preferably designed as a mirror film. This has the advantage that the mirror film is particularly easy to use and handle in a manufacturing process of the composite pane.
  • the opaque masking strip which is arranged in regions at least on one of the surfaces (I, II, III, IV) of the first pane, can in principle be arranged on each pane side of the first or second pane. In the composite pane according to the invention, this is preferably applied to the first surface (II) of the second pane, where it is protected from external influences. Alternatively or additionally, a marking strip can preferably be provided on the first surface (IV) of the first pane.
  • the masking strip is preferably a coating made up of one or more layers. Alternatively, it can also be an opaque element inserted into the composite pane, for example a film.
  • the masking strip consists of a single layer. This has the advantage of a particularly simple and cost-effective production of the composite pane, since only a single layer has to be formed for the masking strip.
  • the masking strip is used to mask an adhesive bead for gluing the windshield into a vehicle body. This means that it prevents the outside view of the adhesive bead, which is usually applied irregularly, so that a harmonious overall impression of the windshield is created.
  • the masking strip serves as UV protection for the adhesive material used. Continuous exposure to UV light damages the adhesive material and would loosen the connection between the window and the vehicle body over time.
  • the masking strip can also be used, for example, to cover busbars and/or connection elements.
  • the masking strip is printed onto the second pane and/or first pane, in particular using a screen printing process.
  • the printing ink is printed through a fine-mesh fabric onto the glass pane.
  • the printing ink is pressed through the fabric using a rubber squeegee, for example.
  • the fabric has areas that are permeable to the ink alongside areas that are impermeable to the ink, thereby defining the geometric shape of the print.
  • the fabric therefore acts as a template for printing.
  • the printing ink contains at least one pigment and glass frits suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols.
  • the pigment is typically a black pigment, for example carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the glass pane is subjected to a temperature treatment, whereby the liquid phase is driven off by evaporation and the glass frits are melted and permanently bond to the glass surface.
  • the temperature treatment is typically carried out at temperatures in the range of 450°C to 700°C.
  • the pigment remains as a masking strip in the glass matrix formed by the melted glass frit.
  • the masking strip preferably has a thickness of 5 pm to 50 pm, particularly preferably 8 pm to 25 pm.
  • the masking strip can in principle be arranged on each pane side of the first pane or the second pane. In the case of a composite pane according to the invention, this is preferably applied in the installed position on the first surface (inside) II of the second pane (outer pane), where it is protected from external influences.
  • a masking strip is arranged as a ceramic black print on the first surface (IV) of the first pane, which in particular monitors the application of adhesive layers and the quality of bonds, in particular when installing the composite pane according to the invention, for example in a Vehicle, can improve.
  • the opaque masking strip is preferably arranged as a ceramic black print on the first surface (IV) of the first pane at least in an edge region, for example as a circumferential edge region, of the composite pane.
  • the masking strip is a colored or pigmented, preferably black-pigmented, thermoplastic composite film, which is preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethyl vinyl acetate (EVA) or polyethylene terephthalate (PET), preferably PVB, is trained.
  • the coloring or pigmentation of the composite film can be freely selected, but black is preferred.
  • the colored or pigmented composite film is preferably arranged between the first pane and the second pane.
  • the colored or pigmented thermoplastic composite film preferably has a thickness of 0.25 mm to 1 mm.
  • the colored or pigmented composite film extends over a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the area of the composite pane.
  • a transparent further thermoplastic composite film is preferably arranged between the first pane (for example an inner pane) and the second pane (for example an outer pane), which covers at least 50%, preferably at least 70% of the area of the composite pane extends.
  • the colored or pigmented composite film is arranged offset from the transparent thermoplastic composite pane in the surface plane of the composite pane so that they do not overlap or cover each other.
  • the masking strip can also be provided by a partially pigmented or colored thermoplastic composite film.
  • the mirror structure is spatially arranged in front of the pigmented or colored area of the thermoplastic composite film in the direction of viewing through the composite pane.
  • the pigmentation or coloring of the composite film preferably extends over a range of a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the area of the composite pane.
  • the remaining part of the partially pigmented or colored thermoplastic composite film is transparent, i.e. designed without pigmentation or coloring.
  • the partially pigmented or colored thermoplastic composite film preferably extends over the entire surface of the composite pane.
  • the design of the masking strip as a pigmented or colored thermoplastic composite film or as a partially pigmented or colored thermoplastic composite film simplifies the production of the composite pane and improves its stability. It is very advantageous if the first pane (inner pane) or the second pane (outer pane) do not have to be coated beforehand to create an opaque background. On the one hand, this increases the stability of the composite pane and further improves process efficiency.
  • first pane and second pane are chosen to distinguish between the two panes in a composite pane according to the invention.
  • the terms do not make any statement about the geometric arrangement.
  • the composite pane according to the invention is intended to protect the interior from the external environment in an opening, for example of a vehicle or a building To separate, the first pane can face the interior or the external environment.
  • the first pane and second pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, aluminosilicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate , polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • glass particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, aluminosilicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate , polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the first pane and second pane may have other suitable, known coatings, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically conductive coatings, or sun protection coatings or low-E coatings.
  • suitable, known coatings for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically conductive coatings, or sun protection coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the individual panes can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case. Discs with standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm and preferably 1.0 mm to 2.5 mm are preferably used. The size of the discs can vary widely and depends on the use.
  • the composite pane can have any three-dimensional shape.
  • the first pane and second pane preferably have no shadow zones, so that they can be coated, for example, by cathode sputtering.
  • the first pane and second pane are preferably flat or slightly or strongly curved in one direction or in several directions of the room.
  • the first pane and the second pane are preferably transparent.
  • “transparent” means that the total transmission of the composite pane corresponds to the legal regulations, for example for windshields (for example the guidelines of the European Union ECE-R43) and for visible light, preferably a transmittance of more than 50% and in particular of more than 60%, for example more than 70%.
  • “Transparent pane” therefore means that the first pane and the second pane are transparent in such a way that the view through a see-through area of the composite pane meets the legal requirements for the desired use, for example for windshields.
  • “opaque” means a light transmission of less than 10%, preferably less than 5% and in particular 0%. If a layer is formed based on a material, the layer consists predominantly of this material, in particular essentially of this material in addition to any impurities or dopants.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic intermediate layer can also, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and / or ethylene-tetrafluoroethylene, or a copolymer or mixture thereof.
  • the thermoplastic intermediate layer is preferably designed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer.
  • Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, supple and/or elastic. They shift the thermoelastic range of plastics towards lower temperatures, so that the plastics have the desired more elastic properties in the operating temperature range.
  • Preferred plasticizers are, for example, carboxylic acid esters, in particular low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • the thermoplastic intermediate layer based on PVB preferably contains at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, particularly preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 35% by weight.
  • a plasticizer contains or consists, for example, of triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate).
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged flat one above the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer that reflects infrared radiation, an intermediate layer that absorbs infrared radiation and/or an intermediate layer that absorbs UV radiation.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
  • the invention further comprises a projection arrangement comprising a composite pane according to the invention as described above in various embodiments, the composite pane having a mirror structure with electrically switchable optical properties.
  • the projection device further comprises an image display device assigned to the composite pane with an image display directed at the composite pane, the image display device being directed at the composite pane and irradiating it with light, in particular p-polarized light, and at least the area of the composite pane being irradiated by the image display device , which at least partially includes the mirror structure.
  • the indication of the direction of polarization refers to the plane of incidence of the radiation on the composite pane.
  • P-polarized radiation refers to radiation whose electric field oscillates in the plane of incidence.
  • S-polarized radiation refers to radiation whose electric field oscillates perpendicular to the plane of incidence.
  • the plane of incidence is spanned by the incidence vector and the surface normal of the composite pane in the geometric center of the irradiated area.
  • the mirror structure preferably reflects more than 10%, preferably at least 30% or more, preferably 50% or more and in particular 70% or more, of the light striking the mirror structure, in particular p-polarized light, preferably in a wavelength range of 450 nm up to 650 nm and irradiation angles of 50 to 80°, for example from 55° to 75°. This is advantageous in order to achieve the greatest possible brightness of an image emitted by the image display device and reflected on the mirror structure.
  • the term p-polarized light refers to light from the visible spectral range, which consists predominantly of light that has a p-polarization.
  • the p-polarized light preferably has a light component with p-polarization of >50%, preferably of >70% and particularly preferably of >90% and in particular of about 100%.
  • the image display device as a light source serves to broadcast an image.
  • a projector, a display or another device known to those skilled in the art can be used as the image display device.
  • the image display device is preferably a display, particularly preferably an LCD, LED display, OLED display or electroluminescent display, in particular an LCD. Displays have a low installation height and are therefore easy to integrate into the dashboard of a vehicle in a space-saving manner.
  • displays are much more energy efficient to operate compared to projectors.
  • the comparatively lower brightness of displays is completely sufficient in combination with the mirror structure according to the invention and the opaque cover layer behind it.
  • the radiation from the image display device preferably hits the composite pane at an angle of incidence of 55° to 80°, preferably of 62° to 77° on the composite pane in the area of the mirror structure.
  • the angle of incidence is the angle between the incident vector of the radiation from the image display device and the surface normal at the geometric center of the reflection layer.
  • the invention also includes a vehicle, in particular a passenger car, with a composite window according to the invention.
  • the invention can include a method for producing a composite pane according to the invention.
  • the method includes at least the steps of: providing the first disk, the thermoplastic intermediate layer, the mirror structure and the second disk, arranging the first disk, the thermoplastic intermediate layer, the mirror structure and the second disk, wherein the thermoplastic intermediate layer between the first disk and the second pane is arranged and the mirror structure is arranged on the first surface (IV) of the first pane facing away from the thermoplastic intermediate layer or between the first pane and the second pane, the lamination of the layer stack to form a composite pane.
  • the layer stack is laminated under the influence of heat, vacuum and/or pressure, with the individual layers being connected (laminated) to one another by at least one thermoplastic intermediate layer.
  • Methods known per se can be used to produce a composite pane. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of around 10 bar to 15 bar and temperatures of 130 °C to 145 °C over about 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring processes work, for example, at around 200 mbar and 130 ° C to 145 ° C.
  • the first disk, the second disk and the thermoplastic intermediate layer can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite disk.
  • Systems of this type are known for producing composite panes and usually have at least one heating tunnel in front of a press shop.
  • the temperature during the pressing process is, for example, from 40 °C to 150 °C.
  • Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuable chambers in which the outer pane and the inner pane can be laminated within, for example, about 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80 ° C to 170 ° C.
  • a protective layer in the form of a hydrophobic film is applied, for example by liquid application, for example by spraying, dipping, flooding or also by applying with a cloth.
  • the hydrophobic film can also be applied as a nanolayer system, for example, using chemical or physical gas deposition processes.
  • the hydrophobic film forms the outer, exposed surface of the composite pane to the interior at least in the area of the mirror structure.
  • the present invention includes a use of the composite pane according to the invention in means of transport for transport on land, in the air or on water, in particular in trains, ships and motor vehicles, for example as a windshield, roof pane, rear window and / or side window.
  • the use of the composite pane as a vehicle windshield is preferred.
  • the composite pane according to the invention can also be used as a functional and/or decorative individual piece and as a built-in part in furniture, devices and buildings.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the projection arrangement according to the invention.
  • Figure 2 is a top view of a composite pane from Figure 1,
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the composite pane according to the invention in the area of a mirror structure
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of a third embodiment of the composite pane according to the invention
  • Figure 6 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Figure 7 shows an enlarged cross-sectional view of the first embodiment of the composite pane according to the invention in area Z
  • Figure 8 is an enlarged cross-sectional view of a further embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Figure 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the projection arrangement 100 according to the invention in a vehicle.
  • the schematic representation is greatly simplified.
  • the cross-sectional view of Figure 1 corresponds to the section line AA 'of the composite pane 10 from Figure 2.
  • a top view of the composite pane 10 is shown in Figure 2. Different embodiments of the composite pane 10 are shown in Figures 3 to 8.
  • the composite pane 10 comprises a first pane 1 and a second pane 2 with a thermoplastic intermediate layer 3.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 connects the first pane 1 with the second pane 2.
  • the composite pane 10 is a glazing unit of a vehicle or building.
  • the composite disk 10 separates an interior 12 from an external environment 13.
  • the composite pane 10 is the windshield of a motor vehicle.
  • the first pane 1 and the second pane 2 each consist of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 consists of a thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • the first disk 1 has a first surface IV facing away from the thermoplastic intermediate layer and a second surface III facing the thermoplastic intermediate layer.
  • the second disk 2 has a first surface II facing the thermoplastic intermediate layer and a second surface I facing away from the thermoplastic intermediate layer.
  • the first surface II of the second disk 2 and the second surface III of the first disk 1 therefore each face the intermediate layer 3.
  • the second surface I of the second pane 2 is the external surface of the composite pane 10.
  • the first surface IV of the first pane 1 is the interior surface of the composite pane 10.
  • the composite pane 10 has a frame-shaped masking strip 7, 7 'on the second pane 2.
  • the masking strip 7, 7' is opaque, preferably black.
  • the masking strip 7, 7' is used to cover the bonds and connection structures arranged on the inside of the composite pane 10.
  • the masking strip 7, 7 ' can also be designed to be widespread in the lower (for example engine-side) section of the edge region 11.
  • the section of the edge region 11 has a greater width than in the upper (for example roof-side) section of the edge region 11 of the composite pane 10.
  • the width is understood to be the dimension of the masking strip 7, 7' perpendicular to its extension.
  • the composite pane 10 comprises a mirror structure 4, which is located on the first pane 1 and spatially in front of the masking strip 7, 7 '.
  • the opaque masking strip 7, 7' acts as an opaque background.
  • the mirror structure 4 is, for example, a mirror film, with the masking strip 7, 7' completely covering the mirror film.
  • the mirror structure 4 is electrically switchable.
  • the mirror structure 4 has reflective properties that can be switched electrically.
  • the mirror structure 4 can have two flat control electrodes. In other words, the reflectivity of the mirror structure 4 can be different in a first operating mode than in a second operating mode.
  • the Mirror structure 4 can be switched from a, in particular optically, transparent state (i.e.
  • non-reflective state to a semi-transparent state or reflective state (reflective state).
  • the semi-transparent state is an intermediate state between the transparent and the reflective state, so that the mirror structure 4 is dimmable. If the composite pane 10 is irradiated with images in the area of the mirror structure 4, these images are reflected. In front of the opaque masking strip 7, 7', the images reflected by the mirror structure 4 appear bright and easily recognizable.
  • the mirror structure 4 is arranged on the first pane 1.
  • the mirror structure 4 can be arranged between the first pane 1 and the thermoplastic intermediate layer 3. Alternatively, the mirror structure 4 can be attached to the first surface (IV) of the first pane 1.
  • the mirror structure 4 is arranged in an edge region 11 near the lower edge of the composite pane 10.
  • a distance between the mirror structure 4 and an edge of the first pane 1 can be 6 cm, 8 cm or 10 cm.
  • the mirror structure 4 can be arranged in the upper section of the edge region 11 or on a side section of the edge region 11.
  • An edge-side arrangement is of course advantageous and expedient when using and designing the composite pane 10 as a windshield in order to meet the required requirements for the driver's field of vision.
  • the mirror structure 4 can be designed to be contiguous over the surface, in particular in one piece.
  • the mirror structure 4 can extend along one, in particular lower edge, of the composite pane 10, so that a circumferential image (from one side edge to an opposite side edge) can be generated.
  • Above the mirror structure 4 extends in several, for example three or four, sections, which are arranged in the lower (for example engine-side) edge region 11.
  • the projection arrangement 100 further includes an image display device 9 as an imager.
  • the image display device 9 can be arranged in a dashboard of a vehicle and can irradiate the composite window 10 with images. It is used to generate light, in particular p-polarized light 10, which is directed onto the composite pane 10 and the mirror structure 4.
  • the mirror structure 4 reflects the light 10', for example, into the vehicle interior, where it can be seen by an observer (eg driver). This means that important vehicle data (speed, engine speed, guidance information) can be displayed to the driver in particularly high contrast.
  • the light 10 from the image display device 9 preferably strikes the composite pane 10 at an angle of incidence of 50° to 80°, in particular from 55° to 75°, for example from 60° to 70°, typically about 65°.
  • the image display device 9 can alternatively or additionally be arranged in the A-pillar of a motor vehicle or on the roof in the vehicle interior. If several mirror structures 4 are provided, each mirror structure 4 can be assigned a separate image display device 9, ie several image display devices 9 can be arranged.
  • the image display device 9 is, for example, a display such as an LCD, OLED display, EL display or pLED display. It would also be possible, for example, for the composite pane 10 to be a roof pane, side window or rear window of a vehicle.
  • Figure 2 shows a top view of a composite pane 10 from Figure 1.
  • the mirror structure 4 is arranged in an extension along the lower section of the edge region 11 of the composite pane 10.
  • the mirror structure 4 is in direct contact with the second surface (III) of the first pane 1.
  • the mirror structure 4 is formed in one piece.
  • the mirror structure 4 can be divided into several sections. The number of sections can vary widely.
  • the mirror structure 4 can be divided into 2, 4, 6 or 8 sections.
  • Figure 3 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the composite pane 10 in the area of the mirror structure 4.
  • the cross-sectional view of Figure 3 corresponds to the section line AA '( Figure 2) in the area of the mirror structure 4.
  • the masking strip 7 is on the first surface II of the second Disc 2 is preferably applied as a ceramic black print.
  • the masking strip 7 consists of a coating containing an opaque, electrically non-conductive material, for example a black-colored screen printing ink that is baked.
  • the mirror structure 4 and the masking strip 7 are separated from one another by the thermoplastic intermediate layer 3.
  • the distance between mirror structure 4 and masking strip 7 can be less than 3 millimeters, for example 0.76 millimeters or 0.38 millimeters. At a distance of less than 3 millimeters, very clear reflection images are achieved.
  • Figure 4 shows a second embodiment of the composite pane 10. The cross-sectional view of
  • Figure 4 corresponds to the section line AA '( Figure 2) in the area of the mirror structure 4.
  • the masking strip 7 '(opaque background of the mirror structure 4) is not formed by a black print on the first surface (II) of the second pane 2, but by a colored thermoplastic intermediate layer 3, for example a colored or tinted PVB -Foil realized.
  • One or more black prints can advantageously serve as further additional layers as a mask for bonding (not shown here).
  • Figure 5 shows a third embodiment of the composite pane 10.
  • the cross-sectional view of Figure 5 corresponds to the section line AA '( Figure 2) in the area of the mirror structure 4.
  • the mirror structure 4 is not located between the first pane 1 and the thermoplastic intermediate layer 3, but on the first surface IV of the first pane 1.
  • the mirror structure 4 is arranged spatially in front of the masking strip 7.
  • a protective layer 5 is arranged on the surface of the mirror structure 4 facing the interior 12. The protective layer 5 seals the surface of the mirror structure 4 to the surrounding atmosphere.
  • the provided protective layer 5 thus forms, at least in the area of the mirror structure 4, the first, outer surface of the composite pane 10, which is directed towards the interior in the installed position, and advantageously protects it and the mirror structure 4 from external influences and contamination.
  • the protective layer 5 can be designed as a hydrophobic film, which is a coating with good resistance to deposits, for example of liquids, salts, fats and dirt. For example, the creation of fingerprints can be avoided when touched by a user.
  • Figure 6 shows a fourth embodiment of the composite pane 10.
  • the cross-sectional view of Figure 6 corresponds to the section line AA '( Figure 2) in the area of the mirror structure 4.
  • the mirror structure 4 is not located between the first pane 1 and the thermoplastic intermediate layer 3, but on the first surface (IV) of the first pane 1.
  • the masking strip 7 '(opaque background of the mirror structure 4) is not formed in this example by a black print on the first surface (II) of the second pane 2, but realized by a colored thermoplastic intermediate layer 3, for example a colored or tinted PVB film.
  • One or more black prints can advantageously serve as further additional layers as a mask for bonding (not shown here).
  • Figure 7 shows an enlarged cross-sectional view of the first embodiment of the composite pane 10 according to the invention in area Z.
  • the mirror structure 4 provided on the second surface III of the first pane 1 (for example inner pane) and the masking strip 7 attached in this area as an opaque background are preferred in this embodiment only locally limited to the lower edge region 11 of the composite pane 10 and do not influence the viewing area of the composite pane 10.
  • the masking strip 7 is preferably applied as a ceramic black print to the first surface II of the second disk 2. Because the mirror structure 4 is positioned on the second surface III of the first pane 1, it is protected there from environmental influences and contamination.
  • FIG 8 shows an enlarged cross-sectional view of a further embodiment of the composite pane 10 according to the invention in the area Z.
  • a first thermoplastic intermediate layer 3 firmly connects the first pane 1 with the second pane 2.
  • the mirror structure provided on the second surface III of the first pane 1 (for example inner pane). 4 is connected to the first pane 1 via a further, second thermoplastic intermediate layer 3 '.
  • the second pane 2 is connected to the mirror structure 4 via the masking strip 7 and via a further, third thermoplastic intermediate layer 3 '.
  • the thermoplastic intermediate layers 3 and 3' consist of a thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the mirror structure 4 is laminated into the two thermoplastic intermediate layers 3 'between the two individual panes 1 and 2, whereby the mirror layer 4 is well protected from external influences.
  • the mirror structure 4 can be laminated in by laminating the individual panes of a composite pane.
  • the electrical contacting, as well as the connection to the energy source of the mirror structure 4, is implemented by suitable connecting cables, for example flat conductors or foil conductors.
  • the electrical connection points of the mirror structure 4 can be connected in an electrically conductive manner to a control unit (ECU) outside the composite pane 10. The control unit is then designed to apply an electrical voltage to control the mirror structure 4.
  • ECU control unit
  • the masking strip 7 is preferably applied as a ceramic black print to the first surface II of the second disk 2.
  • the masking strip 7 consists of a coating containing an opaque material, for example a black-colored screen printing ink, which is baked.
  • the masking strip 7 attached in this area as an opaque background is in this embodiment the composite pane 10 is limited, so that the mirror structure 4 protrudes beyond the area of the masking strip 7.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe (10) für eine Projektionsanordnung (100), mindestens umfassend: - eine erste Scheibe (1), eine zweite Scheibe (2), eine thermoplastische Zwischenschicht (3), wobei die erste Scheibe (1) über eine Zwischenschicht (3) mit einer zweiten Scheibe (2) zu einer Verbundscheibe (10) verbunden ist, und wobei die erste Scheibe (1) eine erste, von der thermoplastischen Zwischenschicht (3) abgewandte Oberfläche (IV) und eine zweite, der thermoplastischen Zwischenschicht (3) zugewandte Oberfläche (III) aufweist und die zweite Scheibe (2) eine erste, der thermoplastischen Zwischenschicht (3) zugewandte Oberfläche (II) und eine zweite, von der thermoplastischen Zwischenschicht (3) abgewandte Oberfläche (I) aufweist, und - eine Spiegelstruktur (4) mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften, wobei die Spiegelstruktur (4) in Durchsichtrichtung durch die Verbundscheibe (10) vor einem opaken Maskierungsstreifen (7, 7') angeordnet ist.

Description

Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung und eine Projektionsanordnung.
Kraftfahrzeuge verfügen im Innenraum über Head-UP-Displays (HUD), welche Fahrzeug- und Verkehrsinformationen auf eine Windschutzscheibe projizieren. Diese Informationen können vom Fahrzeugführer, ohne den fließenden Verkehr außer Acht zu lassen, gelesen werden. Üblicherweise bestehen Fahrzeug-Windschutzscheiben aus zwei Glasscheiben, welche über mindestens eine thermoplastische Folie miteinander laminiert sind. Dabei ist die Strahlung eines HUD-Projektors typischerweise im Wesentlichen s-polarisiert. Dies hat mit der besseren Reflexionscharakteristik der Windschutzscheibe für s-polarisiertes Licht im Vergleich zu p- polarisiertem Licht zu tun. Trägt der Fahrer jedoch eine polarisationsselektive Sonnenbrille, welche lediglich p-polarisiertes Licht transmittiert, so kann er das HUD-Bild kaum oder gar nicht wahrnehmen. Es besteht daher Bedarf an HUD-Projektionsanordnungen, welche mit polarisationsselektiven Sonnenbrillen kompatibel sind. Eine Lösung des Problems in diesem Zusammenhang ist daher die Anwendung von Projektionsanordnungen, welche p-polarisiertes Licht einsetzen.
Die DE 102014220189A1 offenbart eine HUD-Projektionsanordnung, welche mit p- polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein HUD-Bild zu erzeugen. Da der Einstrahlwinkel typischerweise nahe dem Brewsterwinkel liegt und p-polarisierte Strahlung daher nur in geringem Maße von den Glasoberflächen reflektiert wird, weist die Windschutzscheibe eine reflektierende Struktur auf, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur wird eine einzelne metallische Schicht vorgeschlagen mit einer Dicke von 5 nm bis 9 nm, beispielsweise aus Silber oder Aluminium, die auf der dem Innenraum des PKWs abgewandten Außenseite der Innenscheibe aufgebracht ist.
Bei der Auslegung einer Projektionsanordnung, welche auf der HUD-Technologie basiert, muss weiterhin dafür Sorge getragen werden, dass das projizierte Bild vom Betrachter gut erkennbar ist. Eine ausreichende visuelle Wahrnehmbarkeit von insbesondere sicherheitsrelevanten Informationen wie beispielsweise Fahrspur-Hilfen, Geschwindigkeitsanzeige oder Drehzahl des Motors sollte bei allen Wetter- und Lichtverhältnissen gewährleistet sein. So wäre es wünschenswert, über eine Projektionsanordnung zu verfügen, die auf der Head-Up-Display-Technologie basiert und bei der keine unerwünschten Nebenbilder auftreten und deren Anordnung bei guter Erkennbarkeit mit ausreichender Helligkeit und Kontrast der angezeigten Bildinformationen relativ einfach zu bewerkstelligen ist. Des Weiteren soll die Projektionsanordnung einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Aus der DE 10 2006 006 690 B4 ist eine als Sonnenblende ausgebildete Blendschutzvorrichtung bekannt, welche bewegbar an einem Objekt in einem Innenraum eines Fahrzeugs angeordnet ist. Die Blendschutzvorrichtung weist einen lichtdurchlässigen Teilbereich mit einer in der Lichtdurchlässigkeit veränderbaren Funktionsschicht auf.
Die WO 2021/139995 A1 offenbart eine Fahrzeugverglasung und Anzeigesystem innerhalb eines Busses zur Projektion von Bildern auf ein Trennfenster des Busses.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung, umfasst mindestens eine erste Scheibe, eine zweite Scheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht, wobei die erste Scheibe über die Zwischenschicht mit der zweiten Scheibe zu einer Verbundscheibe verbunden ist. Die erste Scheibe weist eine erste, von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche (IV) und eine zweite, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Oberfläche (III) auf. Ebenso weist die zweite Scheibe eine erste, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Oberfläche (II) und eine zweite, von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche (I) auf. Weiterhin umfasst die Verbundscheibe eine Spiegelstruktur mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften. Insbesondere weist die Spiegelstruktur reflektierende Eigenschaften auf, die elektrisch schaltbar sind. Dazu kann die Spiegelstruktur zwei flächige Steuerelektroden aufweisen. Dadurch, dass die Verbundscheibe eine Spiegelstruktur aufweist, wird eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast von auf die Verbundscheibe geworfenen Bildern erreicht. Die von der Spiegelstruktur reflektierten Bilder erscheinen hell und somit sehr gut erkennbar.
Die Spiegelstruktur kann an der ersten Scheibe angeordnet sein. Dabei kann die Spiegelstruktur zwischen der ersten Scheibe und der thermoplastischen Zwischenschicht angebracht sein. Alternativ kann die Spiegelstruktur an der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe angebracht sein, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Unter der Anordnung wird dabei sowohl die unmittelbare Anordnung der Spiegelstruktur an die Scheibe als auch eine mittelbare Anordnung an die Scheibe verstanden. Beispielsweise kann zwischen der Scheibe und der Spiegelstruktur zumindest eine weitere Schicht angeordnet sein. Durch die Anordnung der Spiegelstruktur an der ersten Scheibe kann das Licht einer Bildanzeigeeinrichtung, die auf die erste Scheibe gerichtet ist, sehr gut reflektiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Spiegelstruktur in einem Randbereich der Verbundscheibe angeordnet sein. Ist die Spiegelstruktur in einem Randbereich angeordnet, dann vorzugsweise in der Nähe einer Kante, insbesondere der Unterkante, der Verbundscheibe. Ein Abstand der Spiegelstruktur zu der Kante der ersten Scheibe beträgt bevorzugt von 0,1 cm bis 30 cm, besonders bevorzugt von 1 cm bis 15 cm und insbesondere von 5 cm bis 10 cm. Die Anordnung der Spiegelstruktur in einem Randbereich bietet sich besonders an, da sich der Durchsichtbereich bei vielen Verwendungsmöglichkeiten von Verbundscheiben meistens in einem mittleren Bereich der Verbundscheibe befindet. Somit ist auch bei einer eingeschalteten Spiegelstruktur in semitransparentem (teilweise reflektierend) oder vollständig reflektierendem Zustand die Durchsicht nicht beeinträchtigt.
Die Spiegelstruktur ist in Durchsichtrichtung durch die Verbundscheibe ausgehenden von der ersten Scheibe vor einem opaken Maskierungsstreifen angeordnet, wobei der opake Maskierungsstreifen als opaker Hintergrund fungiert und bereichsweise mindestens auf einer der Oberflächen (III, IV) der ersten Scheibe und/oder der Oberflächen (I, II) der zweiten Scheibe angeordnet ist. Dadurch wird eine gute kontrastreiche Bilddarstellung von auf die Verbundscheibe geworfenen Bildern erreicht. Die von der Spiegelstruktur reflektierten Bilder werden besonders hell reflektiert und sind somit sehr gut erkennbar.
Die Spiegelstruktur und der opaker Maskierungsstreifen können durch die Zwischenschicht und/oder durch die erste Scheibe voneinander getrennt sein. Dabei kann der Abstand zwischen Spiegelstruktur und Maskierungsstreifen weniger als 3 Millimeter betragen. Bei einem Abstand von weniger als 3 Millimetern werden sehr deutliche Reflexionsbilder erzielt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Spiegelstruktur eine schützende Schutzschicht auf. Mit anderen Worten ist mindestens auf der der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe ein hydrophober Film als Schutzschicht angeordnet und versiegelt die hiermit beschichtete Oberfläche der Spiegelstruktur zur umgebenden Atmosphäre. Die vorgesehene Schutzschicht bildet somit, mindestens im Bereich der Spiegelstruktur, die in Einbaulage zu einem Innenraum gerichtete erste, äußere Oberfläche der Verbundscheibe und schützt diese, insbesondere die Spiegelstruktur, vorteilhaft vor äußeren Einflüssen, insbesondere Verschmutzung. Die Schutzschicht als hydrophober Film ist eine Beschichtung mit guter Widerstandsfähigkeit gegen Ablagerungen beispielsweise von Flüssigkeiten, Salzen, Fetten und Schmutz und ist vorteilhafterweise besonders leicht zu reinigen. Beispielsweise kann bei Berührung durch einen Insassen/Nutzer das Entstehen von Fingerabdrücken vermieden werden. Erfindungsgemäß geeignete, hydrophobe Filme, sowie deren Ausgestaltung und Herstellung, sind beispielsweise in der W02005/084943, der W02007/012779 oder der WO2010/079299 beschrieben. Solche hydrophoben Beschichtungen werden bereits angewendet und beispielsweise auf der Außenseite der Außenscheibe von Fahrzeugen eingesetzt. Solche hydrophoben Filme weisen in dieser Verwendung eine gute Haltbarkeit von zwei oder mehr Jahren auf. Durch die hydrophobe Beschichtung gleiten Wassertropfen auf der Verglasung einfach ab, was einem Fahrer bei Regen eine bessere Sicht durch eine Windschutzscheibe bieten kann. Vorteilhafterweise führt der erfindungsgemäße Einsatz der hydrophoben Beschichtung auf der Spiegelstruktur der Verbundscheibe dazu, dass die Spiegelstruktur nicht direkt der Witterung oder der Reibung durch Scheibenwischer ausgesetzt ist und so eine verlängerte Haltbarkeit aufweist. Die erfindungsgemäße Beschichtung ist vorteilhafterweise aber zusätzlich auch einfach zu erneuern.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Spiegelstruktur flächig zusammenhängend ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die damit verbundenen wasser- und schmutzabweisenden Eigenschaften des hydrophoben Films ebenfalls ganzflächig bereitgestellt werden können. Zudem ist auch die Herstellung einer solchen ganzflächigen Versiegelung zu einem Innenraum hin einfach, effizient und kostengünstig zu bewerkstelligen.
Bevorzugt weist die Spiegelstruktur eine veränderbare Reflektion auf. Das Reflexionsvermögen der Spiegelstruktur kann im eingeschalteten Zustand dem eines Metall/Glas-Spiegels entsprechen und im ausgeschalteten Zustand erfolgt nahezu keine Reflexion. Die erfindungsgemäße Spiegelstruktur kann von einem, insbesondere optisch, transparenten Zustand (also einem „nicht-spiegelnden“ Zustand), in einen semitransparenten Zustand oder reflektierenden Zustand (spiegelnder Zustand) geschaltet werden. Der semitransparente Zustand ist ein Zwischenzustand zwischen dem transparenten und dem reflektierenden Zustand, sodass die Spiegelstruktur dimmbar ist. Damit ist die Helligkeit der reflektierten Bilder veränderbar. Dazu wird eine elektrische Spannung an zwei Anschlussstellen der Spiegelstruktur angelegt. Die Spiegelstruktur eignet sich daher besonders als Spiegel, dessen Reflexionsvermögen veränderbar sein sollte, wie beispielsweise bei einem Fahrzeugspiegel oder einer Bauverglasung. Vorzugsweise kann die Wahl des Zustands der Spiegelstruktur durch einen Benutzer (beispielsweise einen Fahrzeuginsassen) je nach Wunsch oder Anforderung selbst vorgenommen werden. Es kann dabei ein Schalter oder ein Dimmer verwendet werden. Die Spiegelstruktur kann aber auch automatisch schaltbar sein.
Die Spiegelstruktur ist bevorzugt als eine Spiegelfolie ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Spiegelfolie in einem Herstellungsprozess der Verbundscheibe besonders gut verwendbar und handhabbar ist.
Der opake Maskierungsstreifen, welcher bereichsweise mindestens auf einer der Oberflächen (I, II, III, IV) der ersten Scheibe angeordnet ist, kann grundsätzlich auf jeder Scheibenseite der ersten oder zweiten Scheibe angeordnet sein. Bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist dieser bevorzugt auf der ersten Oberfläche (II) der zweiten Scheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Alternativ oder zusätzlich kann bevorzugt ein Markierungsstreifen auf der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe vorgesehen sein.
Der Maskierungsstreifen ist bevorzugt eine Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten. Alternativ kann er aber auch ein in die Verbundscheibe eingelegtes, opakes Element sein, beispielsweise eine Folie.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verbundscheibe besteht der Maskierungsstreifen aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Verbundscheibe, da nur eine einzige Schicht für den Maskierungsstreifen ausgebildet werden muss.
Insbesondere bei einer Windschutzscheibe dient der Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie. Das bedeutet, er verhindert die Sicht auf die in aller Regel unregelmäßig aufgetragene Kleberaupe nach außen, so dass ein harmonischer Gesamteindruck der Windschutzscheibe entsteht. Andererseits dient der Maskierungsstreifen als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial. Dauernde Bestrahlung mit UV-Licht schadet dem Klebematerial und würde die Verbindung der Scheibe mit der Fahrzeugkarossiere im Laufe der Zeit lösen. Bei Scheiben mit einer elektrisch steuerbaren Spiegelstruktur kann der Maskierungsstreifen beispielsweise auch zum Abdecken von Sammelleitern und/oder Anschlusselementen dienen. Der Maskierungsstreifen wird insbesondere im Siebdruckverfahren auf die zweite Scheibe und/oder erste Scheibe aufgedruckt. Dabei wird die Druckfarbe durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf die Glasscheibe gedruckt. Die Druckfarbe wird dabei beispielsweise mit einer Gummirakel durch das Gewebe hindurchgepresst. Das Gewebe weist Bereiche auf, welche für die Druckfarbe durchlässig sind, neben Bereichen, welche für die Druckfarbe undurchlässig sind, wodurch die geometrische Form des Drucks festgelegt wird. Das Gewebe fungiert somit als Schablone für den Druck. Die Druckfarbe enthält mindestens ein Pigment und Glasfritten, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit.
Nach dem Aufdrucken der Druckfarbe wird die Glasscheibe einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei die flüssige Phase durch Verdampfen ausgetrieben wird und die Glasfritten aufgeschmolzen werden und sich dauerhaft mit der Glasoberfläche verbinden. Die Temperaturbehandlung wird typischerweise bei Temperaturen im Bereich von 450°C bis 700°C durchgeführt. Als Maskierungsstreifen verbleibt das Pigment in der durch die aufgeschmolzene Glasfritte gebildeten Glasmatrix. Der Maskierungsstreifen weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm.
Der Maskierungsstreifen kann, wie bereits beschrieben, grundsätzlich auf jeder Scheibenseite der ersten Scheibe oder der zweiten Scheibe angeordnet sein. Bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist dieser bevorzugt in Einbaulage auf der ersten Oberfläche (Innenseite) II der zweiten Scheibe (Außenscheibe) aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass alternativ oder zusätzlich ein Maskierungsstreifen als keramischer Schwarzdruck auf der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe angeordnet ist, der insbesondere die Auftragung von Klebeschichten und die Qualität von Verklebungen, insbesondere beim Einbau der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, beispielsweise in ein Fahrzeug, verbessern kann. Mit anderen Worten ist der opake Maskierungsstreifen bevorzugt als keramischer Schwarzdruck auf der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe mindestens in einem Randbereich, beispielsweise als umlaufender Randbereich, der Verbundscheibe angeordnet.
Alternativ ist der Maskierungsstreifen eine gefärbte oder pigmentierte, bevorzugt schwarzpigmentierte, thermoplastische Verbundfolie, die vorzugsweise auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylvinylacetat (EVA) oder Polyethylenterephthalat (PET), bevorzugt PVB, ausgebildet ist. Die Färbung oder Pigmentierung der Verbundfolie ist dabei frei wählbar, bevorzugt aber schwarz. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist vorzugsweise zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet. Die gefärbte oder pigmentierte thermoplastische Verbundfolie weist bevorzugt eine Dicke von 0,25 mm bis 1 mm auf. Vorzugsweise erstreckt sich die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie über maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Um Dickenunterschiede in der Verbundscheibe zu vermeiden, ist vorzugsweise eine transparente weitere thermoplastische Verbundfolie zwischen der ersten Scheibe (beispielsweise einer Innenscheibe) und der zweiten Scheibe (beispielsweise einer Außenscheibe) angeordnet, welche sich über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 % der Fläche der Verbundscheibe erstreckt. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist in der Flächenebene der Verbundscheibe von der transparenten thermoplastischen Verbundscheibe versetzt angeordnet, sodass sich diese nicht überlappen oder decken.
Der Maskierungsstreifen kann auch durch eine bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie bereitgestellt werden. In diesem Fall ist die Spiegelstruktur räumlich in Durchsichtrichtung durch die Verbundscheibe vor dem pigmentierten oder gefärbten Bereich der thermoplastischen Verbundfolie angeordnet. Die Pigmentierung oder Färbung der Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über einen Bereich von maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Der restliche Teil der bereichsweise pigmentierten oder gefärbten thermoplastischen Verbundfolie ist transparent, also ohne Pigmentierung oder Färbung ausgebildet. Die bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Fläche der Verbundscheibe. Die Ausführung des Maskierungsstreifens als pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie oder als bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie vereinfacht die Herstellung der Verbundscheibe und verbessert ihre Stabilität. Es ist sehr vorteilhaft, wenn die erste Scheibe (Innenscheibe) oder die zweite Scheibe (Außenscheibe) zuvor nicht beschichtet werden müssen, um einen opaken Hintergrund zu erzeugen. Dies erhöht zum einen die Stabilität der Verbundscheibe und verbessert weiterhin die Prozesseffizienz.
Die Begriffe „erste Scheibe“ und „zweite Scheibe“ sind zur Unterscheidung der beiden Scheiben bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe gewählt. Mit den Begriffen ist keine Aussage über die geometrische Anordnung verbunden. Ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe beispielsweise dafür vorgesehen, in einer Öffnung, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so kann die erste Scheibe dem Innenraum oder der äußeren Umgebung zugewandt sein.
Die erste Scheibe und zweite Scheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat- Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon.
Die erste Scheibe und zweite Scheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch leitfähige Beschichtungen, oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen.
Die Dicke der einzelnen Scheiben (erste Scheibe und zweite Scheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1 ,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung. Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben die erste Scheibe und zweite Scheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden können. Bevorzugt sind die erste Scheibe und zweite Scheibe plan oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen.
Die erste Scheibe und die zweite Scheibe sind erfindungsgemäß bevorzugt transparent. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen beispielsweise für Windschutzscheiben (beispielsweise den Richtlinien der europäischen Union ECE-R43) entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 50% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Mit „transparenter Scheibe“ ist somit gemeint, dass die erste Scheibe und die zweite Scheibe derart transparent sind, dass die Durchsicht durch einen Durchsichtbereich der Verbundscheibe die gesetzlichen Bestimmungen für die gewünschte Verwendung, beispielsweise für Windschutzscheiben, erfüllt sind. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 % und insbesondere 0%. Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.
Die thermoplastische Zwischenschicht (Haftschicht) enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive, wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher. Weichmacher sind chemische Verbindungen, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Bevorzugte Weichmacher sind beispielsweise Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher.
Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht auf Basis von PVB mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 35 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht beispielsweise aus Triethylenglykol- bis-(2-ethylhexanoat).
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere flächig übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Projektionsanordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben, wobei die Verbundscheibe eine Spiegelstruktur mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften aufweist. Die Projektionseinrichtung umfasst weiterhin eine der Verbundscheibe zugeordnete Bildanzeigevorrichtung mit einer auf die Verbundscheibe gerichteten Bildanzeige, wobei die Bildanzeigevorrichtung auf die Verbundscheibe gerichtet ist und diese mit Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht, bestrahlt, und wobei zumindest der Bereich der Verbundscheibe von der Bildanzeigevorrichtung bestrahlt wird, der zumindest teilweise die Spiegelstruktur umfasst.
Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt.
Bevorzugt reflektiert die Spiegelstruktur erfindungsgemäß mehr als 10%, bevorzugt mindestens 30% oder mehr, bevorzugt 50% oder mehr und insbesondere 70 % oder mehr, von dem auf die Spiegelstruktur auftreffenden Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht, bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 650 nm und Einstrahlwinkeln von 50 bis 80°, beispielsweise von 55° bis 75°. Dies ist vorteilhaft, um eine möglichst große Helligkeit eines von der Bildanzeigevorrichtung ausgestrahlten und an der Spiegelstruktur reflektierten Bildes zu erreichen.
Mit dem Begriff p-polarisiertes Licht ist Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich gemeint, das mehrheitlich aus Licht besteht, welches eine p-Polarisation aufweist. Das p-polarisierte Licht hat vorzugsweise einen Lichtanteil mit p-Polarisation von > 50 %, bevorzugt von > 70 % und besonders bevorzugt von > 90 % und insbesondere von etwa 100%. Die Bildanzeigevorrichtung als Lichtquelle dient der Ausstrahlung eines Bildes. Als Bildanzeigevorrichtung kann ein Projektor, ein Display oder auch eine andere dem Fachmann bekannte Vorrichtung verwendet werden. Bevorzugt ist die Bildanzeigevorrichtung ein Display, besonders bevorzugt ein LCD, LED-Display, OLED-Display oder elektrolumineszentes Display, insbesondere ein LCD. Displays weisen eine geringe Einbauhöhe auf und sind so einfach und platzsparend in das Armaturenbrett eines Fahrzeugs zu integrieren. Darüber hinaus sind Displays im Vergleich zu Projektoren wesentlich energiesparender zu betreiben. Die vergleichsweise geringere Helligkeit von Displays ist dabei in Kombination mit der erfindungsgemäßen Spiegelstruktur und der dahinterliegenden opaken Abdeckschicht völlig ausreichend. Die Strahlung der Bildanzeigevorrichtung trifft vorzugsweise mit einem Einfallswinkel von 55° bis 80° auf die Verbundscheibe, bevorzugt von 62° bis 77° auf die Verbundscheibe im Bereich der Spiegelstruktur. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Strahlung der Bildanzeigevorrichtung und der Flächennormale im geometrischen Zentrum der Reflexionsschicht.
Die Erfindung umfasst auch ein Fahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe.
Des Weiteren kann die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe umfassen. Das Verfahren umfasst zumindest die Schritte: das Bereitstellen der ersten Scheibe, der thermoplastischen Zwischenschicht, der Spiegelstruktur und der zweiten Scheibe, das Anordnen der ersten Scheibe, der thermoplastischen Zwischenschicht, der Spiegelstruktur und der zweiten Scheibe, wobei die thermoplastische Zwischenschicht zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet wird und die Spiegelstruktur an der ersten, der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe oder zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet wird, die Laminierung des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe.
Die Laminierung des Schichtstapels erfolgt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck, wobei die einzelnen Schichten durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden (laminiert) werden. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklav-Verfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die erste Scheibe, die zweite Scheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die Außenscheibe und die Innenscheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt nach der Laminierung des Schichtstapels das Aufträgen einer Schutzschicht in Form eines hydrophoben Films, beispielsweise durch flüssigen Auftrag, beispielsweise durch Sprühen, Tauchen, Fluten oder auch durch Aufträgen mit einem Tuch. Das Aufträgen des hydrophoben Films kann alternativ beispielsweise auch als Nanoschichtsystem, mittels chemischer oder physikalischer Gasabscheideverfahren erfolgen. Der hydrophobe Film bildet erfindungsgemäß mindestens im Bereich der Spiegelstruktur die äußere, exponierte Oberfläche der Verbundscheibe zum Innenraum.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung eine Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Zügen, Schiffen und Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Dachscheibe, Heckscheibe und/oder Seitenscheibe. Bevorzugt ist die Verwendung der Verbundscheibe als Fahrzeug-Windschutzscheibe. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann auch als funktionales und/oder dekoratives Einzelstück und als Einbauteil in Möbeln, Geräten und Gebäuden verwendet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können alle Ausführungsformen, die für einzelne Merkmale genannt sind, auch frei miteinander kombiniert werden, sofern diese nicht widersprüchlich sind. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Figur 1 eine Querschnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe von Fig. 1 ,
Figur 3 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe im Bereich einer Spiegelstruktur,
Figur 4 eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Figur 5 eine Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Figur 6 eine Querschnittansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Figur 7 eine vergrößerte Querschnittansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe im Bereich Z, und
Figur 8 eine vergrößerte Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe.
Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.
Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 in einem Fahrzeug. Die schematische Darstellung ist stark vereinfacht. Die Querschnittansicht von Figur 1 entspricht der Schnittlinie A-A‘ der Verbundscheibe 10 aus Figur 2.
Eine Draufsicht der Verbundscheibe 10 ist in Figur 2 dargestellt. Unterschiedliche Ausführungsformen der Verbundscheibe 10 sind in Figuren 3 bis 8 dargestellt. Die Verbundscheibe 10 umfasst eine erste Scheibe 1 und eine zweite Scheibe 2 mit einer thermoplastischen Zwischenschicht 3. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 verbindet die erste Scheibe 1 mit der zweiten Scheibe 2. In eingebautem Zustand ist die Verbundscheibe 10 eine Verglasungseinheit eines Fahrzeugs oder Gebäudes. Die Verbundscheibe 10 trennt einen Innenraum 12 von einer äußeren Umgebung 13 ab. Beispielsweise ist die Verbundscheibe 10 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.
Die erste Scheibe 1 und die zweite Scheibe 2 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
Die erste Scheibe 1 weist eine erste, von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche IV und eine zweite, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Oberfläche III auf. Ebenso weist die zweite Scheibe 2 eine erste, der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Oberfläche II und eine zweite, von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Oberfläche I auf. Die erste Oberfläche II der zweiten Scheibe 2 und die zweite Oberfläche III der ersten Scheibe 1 sind also jeweils der Zwischenschicht 3 zugewandt. Die zweite Oberfläche I der zweiten Scheibe 2 ist die Außenraumfläche der Verbundscheibe 10. Die erste Oberfläche IV der ersten Scheibe 1 ist die Innenraumfläche der Verbundscheibe 10.
Weiterhin weist die Verbundscheibe 10 an der zweiten Scheibe 2 einen rahmenförmig umlaufenden Maskierungsstreifen 7, 7‘ auf. Der Maskierungsstreifen 7 ,7‘ ist opak, vorzugsweise schwarz, ausgebildet. Der Maskierungsstreifen 7, 7‘ ist zur Abdeckung der auf der innenseitig der Verbundscheibe 10 angeordneten Verklebungen und Anschlussstrukturen. Der Maskierungsstreifen 7, 7‘ kann im unteren (beispielsweise motorseitigen) Abschnitt des Randbereichs 11 auch verbreitet ausgebildet sein. Dazu weist der Abschnitt des Randbereichs 11 eine größere Breite als im oberen (beispielsweise dachseitigen) Abschnitt des Randbereichs 11 der Verbundscheibe 10 auf. Als Breite wird die Abmessung des Maskierungsstreifens 7, 7‘ senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden.
Die Verbundscheibe 10 umfasst eine Spiegelstruktur 4, die sich an der ersten Scheibe 1 und räumlich vor dem Maskierungsstreifen 7, 7‘ befindet. Der opake Maskierungsstreifen 7, 7‘ fungiert als opaker Hintergrund. Die Spiegelstruktur 4 ist beispielsweise eine Spiegelfolie, wobei der Maskierungsstreifen 7,7‘ die Spiegelfolie vollständig überdeckt. Die Spiegelstruktur 4 ist elektrisch schaltbar. Insbesondere weist die Spiegelstruktur 4 reflektierende Eigenschaften auf, die elektrisch schaltbar sind. Dazu kann die Spiegelstruktur 4 zwei flächige Steuerelektroden aufweisen. Mit anderen Worten kann die Reflektivität der Speigelstruktur 4 in einem ersten Betriebsmodus anders sein als in einem zweiten Betriebsmodus. Die Spiegelstruktur 4 kann von einem, insbesondere optisch, transparenten Zustand (also einem „nicht-spiegelnden“ Zustand), in einen semitransparenten Zustand oder reflektierenden Zustand (spiegelnder Zustand) geschaltet werden. Der semitransparente Zustand ist ein Zwischenzustand zwischen dem transparenten und dem reflektierenden Zustand, sodass die Spiegelstruktur 4 dimmbar ist. Wenn die Verbundscheibe 10 im Bereich der Spiegelstruktur 4 mit Bildern bestrahlt wird, werden diese Bilder reflektiert. Vor dem opaken Maskierungsstreifen 7, 7‘ erscheinen die von der Spiegelstruktur 4 reflektierten Bilder hell und gut erkennbar.
Die Spiegelstruktur 4 ist an der ersten Scheibe 1 angeordnet. Dabei kann die Spiegelstruktur 4 zwischen der ersten Scheibe 1 und der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet sein. Alternativ kann die Spiegelstruktur 4 an der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe 1 angebracht sein.
Die Spiegelstruktur 4 ist in einem Randbereich 11 in der Nähe der Unterkante der Verbundscheibe 10 angeordnet. Ein Abstand der Spiegelstruktur 4 zu einer Kante der ersten Scheibe 1 kann 6 cm, 8 cm oder 10 cm betragen. Alternativ oder zusätzlich kann die Spiegelstruktur 4 im oberen Abschnitt des Randbereichs 11 oder an einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 11 angeordnet sein. Eine randseitige Anordnung ist natürlich in einer Verwendung und Ausgestaltung der Verbundscheibe 10 als Windschutzscheibe vorteilhaft und zweckmäßig, um die geforderten Auflagen für das Sichtfeld des Fahrers zu erfüllen. Die Spiegelstruktur 4 kann flächig zusammenhängend, insbesondere einteilig, ausgebildet sein. Die Spiegelstruktur 4 kann sich entlang einer, insbesondere unteren Kante der Verbundscheibe 10 erstrecken, so dass ein umlaufendes (von einer Seitenkante zu einer gegenüberliegenden Seitenkante) Bild erzeugt werden kann. Ober die Spiegelstruktur 4 erstreckt sich in mehreren, beispielsweise drei oder vier, Abschnitten, die im unteren (beispielsweise motorseitigen) Randbereich 11 angeordnet sind.
Die Projektionsanordnung 100 umfasst weiterhin eine Bildanzeigevorrichtung 9 als Bildgeber. Die Bildanzeigevorrichtung 9 kann in einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs angeordnet sein und die Verbundscheibe 10 mit Bildern bestrahlen. Sie dient zur Generierung von Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht 10, das auf die Verbundscheibe 10 und die Spiegelstruktur 4 gerichtet ist. Die Spiegelstruktur 4 reflektiert das Licht 10‘ beispielsweise in den Fahrzeuginnenraum, wo es von einem Betrachter (z.B. Fahrer) gesehen werden kann. Dadurch können wichtige Fahrzeugdaten (Geschwindigkeit, Drehzahl, Wegleitinformationen) dem Fahrer besonders kontrastreich eingeblendet werden. Das Licht 10 der Bildanzeigevorrichtung 9 trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 50° bis 80°, insbesondere von 55° bis 75°, beispielsweise von 60° bis 70°, typischerweise etwa 65° auf die Verbundscheibe 10. Die Bildanzeigevorrichtung 9 kann alternativ oder zusätzlich in der A-Säule eines Kraftfahrzeugs oder am Dach im Fahrzeuginnenraum angeordnet sein. Wenn mehrere Spiegelstrukturen 4 vorgesehen sind, kann jede Spiegelstruktur 4 eine separate Bildanzeigevorrichtung 9 zugeordnet sein, d.h. es können mehrere Bildanzeigevorrichtungen 9 angeordnet sein. Die Bildanzeigevorrichtung 9 ist beispielsweise ein Display, wie ein LCD, OLED-Display, EL-Display oder pLED-Display. Möglich wäre beispielsweise auch, dass es sich bei der Verbundscheibe 10 um eine Dachscheibe, Seiten- oder Heckscheibe eines Fahrzeugs handelt.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe 10 von Figur 1. In der Draufsicht von Figur 2 ist die Spiegelstruktur 4 in Erstreckung entlang des unteren Abschnitts des Randbereichs 11 der Verbundscheibe 10 angeordnet.
Die Spiegelstruktur 4 ist in dieser gezeigten Ausgestaltung in unmittelbarem Kontakt mit der zweiten Oberfläche (III) der ersten Scheibe 1. Die Spiegelstruktur 4 ist einteilig ausgebildet. Alternativ kann die Spiegelstruktur 4 in mehrere Abschnitte unterteilt sein. Die Anzahl der Abschnitt kann breit variieren. Die Spiegelstruktur 4 kann in 2, 4, 6 oder 8 Abschnitte unterteilt sein.
Figur 3 zeigt eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der Verbundscheibe 10 im Bereich der Spiegelstruktur 4. Die Querschnittansicht der Figur 3 entspricht der Schnittlinie A- A‘ (Figur 2) im Bereich der Spiegelstruktur 4. Der Maskierungsstreifen 7 ist auf der ersten Oberfläche II der zweiten Scheibe 2 bevorzugt als keramischer Schwarzdruck aufgebracht. Der Maskierungsstreifen 7 besteht in der ersten Ausführungsform aus einer Beschichtung, enthaltend ein opakes, elektrisch nichtleitendes Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.
Die Spiegelstruktur 4 und der Maskierungsstreifen 7 sind in dieser Ausführungsform durch die thermoplastische Zwischenschicht 3 voneinander getrennt sind. Dabei kann der Abstand zwischen Spiegelstruktur 4 und Maskierungsstreifen 7 weniger als 3 Millimeter, beispielsweise 0,76 Millimeter oder 0,38 Millimeter, betragen. Bei einem Abstand von weniger als 3 Millimetern werden sehr deutliche Reflexionsbilder erzielt.
Figur 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Verbundscheibe 10. Die Querschnittansicht der
Figur 4 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 2) im Bereich der Spiegelstruktur 4. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 3 wird der Maskierungsstreifen 7‘ (opake Hintergrund der Spiegelstruktur 4) nicht durch einen Schwarzdruck auf der ersten Oberfläche (II) der zweiten Scheibe 2 ausgebildet, sondern durch eine gefärbte thermoplastische Zwischenschicht 3, beispielsweise eine gefärbte oder getönte PVB-Folie realisiert. Ein oder mehrere Schwarzdrucke können als weitere zusätzliche Schichten vorteilhaft als Maskierung für Verklebungen dienen (hier nicht gezeigt).
Figur 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der Verbundscheibe 10. Die Querschnittansicht der Figur 5 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 2) im Bereich der Spiegelstruktur 4. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 3 befindet sich die Spiegelstruktur 4 nicht zwischen der ersten Scheibe 1 und der thermoplastischen Zwischenschicht 3, sondern an der ersten Oberfläche IV der ersten Scheibe 1. Weiterhin ist die Spiegelstruktur 4 räumlich vor dem Maskierungsstreifen 7 angeordnet. Auf der dem Innenraum 12 zugewandten Oberfläche der Spiegelstruktur 4 ist eine Schutzschicht 5 angeordnet. Die Schutzschicht 5 versiegelt die Oberfläche der Spiegelstruktur 4 zur umgebenden Atmosphäre. Die vorgesehene Schutzschicht 5 bildet somit, mindestens im Bereich der Spiegelstruktur 4, die in Einbaulage zu dem Innenraum gerichtete erste, äußere Oberfläche der Verbundscheibe 10 und schützt diese sowie die Spiegelstruktur 4 vorteilhaft vor äußeren Einflüssen und Verschmutzung. Die Schutzschicht 5 kann als hydrophober Film ausgebildet sein, der eine Beschichtung mit guter Widerstandsfähigkeit gegen Ablagerungen beispielsweise von Flüssigkeiten, Salzen, Fetten und Schmutz ist. Beispielsweise kann bei Berührung durch einen Nutzer das Entstehen von Fingerabdrücken vermieden werden.
Figur 6 zeigt eine vierte Ausführungsform der Verbundscheibe 10. Die Querschnittansicht der Figur 6 entspricht der Schnittlinie A-A‘ (Figur 2) im Bereich der Spiegelstruktur 4. Im Unterschied zu der Ausgestaltung in Figur 4 befindet sich die Spiegelstruktur 4 nicht zwischen der ersten Scheibe 1 und der thermoplastischen Zwischenschicht 3, sondern an der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe 1. Der Maskierungsstreifen 7‘ (opaker Hintergrund der Spiegelstruktur 4) ist in diesem Beispiel nicht durch einen Schwarzdruck auf der ersten Oberfläche (II) der zweiten Scheibe 2 ausgebildet, sondern durch eine gefärbte thermoplastische Zwischenschicht 3, beispielsweise eine gefärbte oder getönte PVB-Folie realisiert. Ein oder mehrere Schwarzdrucke können als weitere zusätzliche Schichten vorteilhaft als Maskierung für Verklebungen dienen (hier nicht gezeigt).
Die Spiegelstruktur 4 und der Maskierungsstreifen T sind in dieser Ausführungsform durch die erste Scheibe 1 voneinander getrennt. Figur 7 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10 im Bereich Z. Die an der zweiten Oberfläche III der ersten Scheibe 1 (beispielsweise Innenscheibe) vorgesehene Spiegelstruktur 4 sowie der in diesem Bereich als opaker Hintergrund angebrachte Maskierungstreifen 7 sind in dieser Ausgestaltung bevorzugt nur lokal auf den unteren Randbereich 11 der Verbundscheibe 10 begrenzt und beeinflussen den Durchsichtbereich der Verbundscheibe 10 nicht. Der Maskierungsstreifen 7 ist auf der ersten Oberfläche II der zweiten Scheibe 2 bevorzugt als keramischer Schwarzdruck aufgebracht. Dadurch, dass die Spiegelstruktur 4 an auf der zweiten Oberfläche III der ersten Scheibe 1 positioniert ist, ist dort vor Umwelteinflüssen und Verschmutzung geschützt.
Figur 8 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10 im Bereich Z. Eine erste thermoplastischen Zwischenschicht 3 verbindet fest die erste Scheibe 1 mit der zweiten Scheibe 2. Die an der zweiten Oberfläche III der ersten Scheibe 1 (beispielsweise Innenscheibe) vorgesehene Spiegelstruktur 4 ist über eine weitere, zweite thermoplastische Zwischenschicht 3‘ mit der ersten Scheibe 1 verbunden. Im Randbereich 11 ist die zweite Scheibe 2 über den Maskierungsstreifen 7 und über eine weitere, dritte thermoplastische Zwischenschicht 3‘ mit der Spiegelstruktur 4 verbunden. Die thermoplastische Zwischenschichten 3 und 3‘ bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
Die Spiegelstruktur 4 ist in die zwei thermoplastische Zwischenschichten 3‘ zwischen den beiden Einzelscheiben 1 und 2 einlaminiert, wodurch die Spiegelschicht 4 gut vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Die Einlaminierung der Spiegelstruktur 4 kann mit dem Laminieren der Einzelscheiben einer Verbundscheibe erfolgen. Die elektrische Kontaktierung, ebenso wie der Anschluss an die Energiequelle der Spiegelstruktur 4, ist durch geeignete Verbindungskabel, beispielsweise Flachleiter oder Folienleiter realisiert. Die elektrischen Anschlussstellen der Spiegelstruktur 4 können mit einer Steuereinheit (ECU) außerhalb der Verbundscheibe 10 elektrisch leitend verbunden werden. Die Steuereinheit ist dann zum Anlegen einer elektrischen Spannung zur Steuerung der Spiegelstruktur 4 ausgebildet.
Der Maskierungsstreifen 7 ist auf der ersten Oberfläche II der zweiten Scheibe 2 bevorzugt als keramischer Schwarzdruck aufgebracht. Der Maskierungsstreifen 7 besteht in dieser Ausführungsform (analog zu Figur 3) aus einer Beschichtung enthaltend ein opakes Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist. Der in diesem Bereich als opaker Hintergrund angebrachte Maskierungstreifen 7 ist in dieser Ausgestaltung der Verbundscheibe 10 begrenzt, sodass die Spiegelstruktur 4 über den Bereich des Maskierungsstreifens 7 hinausragt.
An der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10 als Verlasungseinheit reflektierte Bilder und Darstellungen heben sich kontrastreich von dieser ab, wodurch die Lesebarkeit der Betriebsdaten und Bilder verbessert und somit die Verkehrssicherheit erhöht wird.
Bezugszeichenliste
1 erste Scheibe
2 zweite Scheibe
3, 3‘ thermoplastische Zwischenschicht
4 Spiegelstruktur
5 Schutzschicht
7, 7‘ Maskierungsstreifen
10 Verbundscheibe
11 Randbereich
12 Innenraum
13 äußere Umgebung
100 Projektionsanordnung
I zweite Oberfläche (Außenseite) der zweiten Scheibe 2
II erste Oberfläche (Innenseite) der zweiten Scheibe 2
III zweite Oberfläche (Außenseite) der ersten Scheibe 1
IV erste Oberfläche (Innenseite) der ersten Scheibe 1
A-A’ Schnittlinie
Z vergrößerter Bereich

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe (10) für eine Projektionsanordnung (100), mindestens umfassend:
- eine erste Scheibe (1), eine zweite Scheibe (2), eine thermoplastische Zwischenschicht (3), wobei die erste Scheibe (1) über eine Zwischenschicht (3) mit einer zweiten Scheibe (2) zu einer Verbundscheibe (10) verbunden ist, und wobei die erste Scheibe (1) eine erste, von der thermoplastischen Zwischenschicht (3) abgewandte Oberfläche (IV) und eine zweite, der thermoplastischen Zwischenschicht (3) zugewandte Oberfläche (III) aufweist und die zweite Scheibe (2) eine erste, der thermoplastischen Zwischenschicht (3) zugewandte Oberfläche (II) und eine zweite, von der thermoplastischen Zwischenschicht (3) abgewandte Oberfläche (I) aufweist, und
- eine Spiegelstruktur (4) mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften, wobei die Spiegelstruktur (4) in Durchsichtrichtung durch die Verbundscheibe (10) vor einem opaken Maskierungsstreifen (7, 7‘) angeordnet ist.
2. Verbundscheibe nach Anspruch 1 , wobei die Spiegelstruktur (4) an der ersten Scheibe (1) angeordnet ist.
3. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Spiegelstruktur (4) zwischen der ersten Scheibe (1) und der thermoplastischen Zwischenschicht (3) oder an der ersten Oberfläche (IV) der ersten Scheibe (1) angeordnet ist.
4. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spiegelstruktur in einem Randbereich (11) der Verbundscheibe (10) angeordnet ist.
5. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Abstand der Spiegelstruktur (4) zu einer Kante der ersten Scheibe (1) von 0,1 cm bis 30 cm, bevorzugt von 1 cm bis 15 cm und besonders bevorzugt von 5 cm bis 10 cm beträgt.
6. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Spiegelstruktur (4) und ein opaker Maskierungsstreifen (7) durch die Zwischenschicht (3) und/oder durch die erste Scheibe (1) getrennt sind.
7. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine die Spiegelstruktur (4) schützende Schutzschicht (5) vorgesehen ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Spiegelstruktur (4) flächig zusammenhängend ausgebildet ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Spiegelstruktur (4) eine veränderbare Reflektion aufweist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Spiegelstruktur (4) von einem transparenten Zustand in einen semitransparenten Zustand oder reflektierenden Zustand schaltbar ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Spiegelstruktur (4) als eine Spiegelfolie ausgebildet ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der opaker Maskierungstreifen (7, 7') als eine Beschichtung, bevorzugt als keramischer Schwarzdruck, oder als ein eingelegtes, opakes Element sein, insbesondere eine Folie, ausgebildet ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Verbundscheibe als eine Windschutzscheibe, Dachscheibe, Heckscheibe und/oder Seitenscheibe eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Projektionsanordnung (100), umfassend: eine Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, eine der Verbundscheibe zugeordnete Bildanzeigevorrichtung (9) mit einer auf die Verbundscheibe (10) gerichteten Bildanzeige, wobei die Bildanzeigevorrichtung (9) auf die Verbundscheibe (10) gerichtet ist und diese mit Licht, insbesondere p- polarisiertem Licht, bestrahlt, und wobei zumindest der Bereich der Verbundscheibe (10) von der Bildanzeigevorrichtung (9) bestrahlt wird, der zumindest teilweise die Spiegelstruktur (4) umfasst. Fahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Verbundscheibe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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